detailed stage in system analysis and design المرحلة التفصيلية
المرحلة التفصيلية
بعد موافقة إدارة المنظمة على الخطوط العريضة لتصميم النظام الجديد يبدأ محلل النظم بوضع تفاصيله وفق المراحل التالية:
أ. تصميم مستودع البيانات
في هذه المرحلة يتم تصميم مستودع لتخزين البيانات بحسب ما تقرر في المرحلة التمهيدية لتصميم النظام الجديد فإما أن يصمم بناءً على نظم الملفات أو نظم قواعد البيانات وفيما يلي توضيح لكل من هذين الأسلوبين:
1. نظم الملفات: عندما ترغب إدارة المنظمة في عدم استخدام بيانات مشتركة بين التطبيقات يرى المصمم أن نظام الملفات هو الحل الأنسب لتحقيق هذه الرغبة، فهو عبارة عن مجموعة ملفات مستقلة عن بعضها، غالباً ما يختص ملف أو أكثر بتطبيق واحد فقط، فلا تستخدم بيانات أحد التطبيقات مع تطبيق آخر.
يبدأ تصميم الملفات بتصميم سجلاتها حيث يتألف كل سجل من مجموعة حقول يحدد لكل منها اسم وطول ونوع البيان الخاص بها ليتم بعدها تحديد طرق التخزين والوصول لبيانات كل ملف، وعادة يتم اختيار الطريقة المناسبة بحسب نوع التطبيق. هذا ويجب على المصمم أيضاً أن يحدد المكونات المادية الخاصة بالتخزين الثانوي كاستخدام الأقراص الممغنطة أو الشرائط الممغنطة، آخذاً بعين الاعتبار عدد الملفات، وعدد السجلات في كل ملف، وطبيعة التخزين، وسرعة الوصول المطلوبة، والتطورات المستقبلية المحتملة.
يتميز نظام الملفات بمجموعة من المزايا:
A. بساطة بنية الملفات فلكل تطبيق ملف واحد أو أكثر.
B. عندما تُخزَن البيانات على وسيط تخزين فإنها تُخزَن بنفس هيئة تخزين الملف، ولذلك لا يوجد اختلاف بين شكل البيانات في الملف وبين شكلها على وحدة التخزين.
C. بساطة برامج التطبيق وعدم تعقيدها، فهي مخصصة لنظام ملفات واحد فقط.
إلا أنه وبالمقابل فإن هذا النظام يعاني من مجموعة عيوب تحد من انتشاره تتمثل بما يلي:
A. تكرار البيانات نفسها في عدة ملفات، فكل تطبيق يحتفظ بمجموعة الملفات الخاصة به بمنأى عن التطبيقات الأخرى، مما يزيد في حجم الملفات.
B. لا يسمح نظام الملفات بالاستفادة من البيانات المحتفظ بها داخل كل تطبيق من قبل عدة مستخدمين.
C. عدم المرونة في تعديل بنية الملف، فإضافة معلومة جديدة، أو حذف معلومة موجودة، أو تعديل معلومة يتطلب كتابة برامج إضافية، وفي أحسن الأحوال تعديل برامج التطبيق، كما يتطلب إعادة كتابة برامج التطبيق عند استبدال وحدة التخزين الخاصة بأحد التطبيقات بوحدة أخرى أكثر سعة.
D. انعدام المشاركة في البيانات بين عدة تطبيقات نظراً لاستخدام كل منها للبيانات الخاصة به.
E. إن عدم تزامن تحديث سجلات الملف في أكثر من تطبيق يدل على انعدام التكامل وعدم الترابط بين هذه التطبيقات.
2. نظم قواعد البيانات: عندما ترغب إدارة المنظمة في أن تشترك عدة تطبيقات في نفس البيانات، مع توفير إمكانيات المرونة، والقوة في التفاعل مع الحاسوب في الاستفسار، والبحث، وإنتاج التقارير، فإن الحل الأنسب لتحقيق هذه الرغبة هو تصميم قاعدة البيانات على شكل مجموعة من الملفات المترابطة منطقياً، بحيث تمنع تكرار بياناتها، ويمكن استخدامها في تطبيقات متعددة بطريقة مرنة تساعد في عملية صنع القرارات.
إن استخدام منهج قاعدة البيانات في تصميم النظام الجديد يحقق مجموعة من المزايا:
A. إلغاء تكرار البيانات، فما إن يدخل بياناً إلى قاعدة البيانات حتى يصبح متاحاً لجميع التطبيقات.
B. تسمح لأي تطبيق أن يشارك الآخر في الاستفادة من معلومات قاعدة البيانات.
C. تسمح بقيام تفاعلات متبادلة بين التطبيقات المختلفة، تجعل هذه الأخيرة تعمل في منظومة واحدة متجانسة ومتكاملة.
D. المرونة في تحديث وتعديل البيانات وزيادة حجم الملف دون الحاجة إلى التعديل في برامج التطبيقات.
E. تأمين الارتباط الكامل بين البيانات من خلال نظام إدارة قواعد البيانات الذي يؤمن الوسائل اللازمة لتحقيق ذلك.
F. حماية البيانات من التلف والتسرب، فنظام إدارة قواعد البيانات يوفر نظم الأمن والحماية لبيانات القاعدة، كما لا يسمح لأي مستفيد من بيانات القاعدة بالدخول إلى بيانات غيره من المستفيدين، حتى أنه لا يستطيع أن يدخل إلى الجزء الخاص به من قاعدة البيانات دون إتباع إجراءات محددة.
يتعامل مستخدم البيانات مع قاعدة بيانات النظام من خلال برمجيات نظام إدارة قواعد البيانات DBMS: Data Base Management System والتي تقع كواجهة بينهما، فلا يتم التعامل مع البيانات إلا من خلال تلك البرمجيات، والشكل التالي يوضح ذلك:
ث. البرامج المساعدة: وهي مجموعة البرامج التي تستخدم في بناء قاعدة البيانات، وفي استنساخها، وإعادة تخزين بياناتها من أجل حماية النظام من التلف أو الفقدان المحتمل لقاعدة البيانات.
يمكن التمييز بين ثلاثة أنواع من نظم إدارة قواعد البيانات وهي: النظم الهرمية، النظم الشبكية، النظم العلائقية. ونظراً للارتباط الشديد بين قواعد البيانات ونظم إدارتها فإن البعض يرى أن هذه الأنواع ليست فقط أنواع نظم إدارة قواعد البيانات ولكنها أنواع قواعد البيانات ذاتها وفيما يلي توضيح بسيط لكل نوع من هذه الأنواع:
1. النظم الهرمية: وفيها يتم ترتيب سجلات قاعدة البيانات على شكل شجرة لها جذور وعدة فروع، ويمثل سجل الجذر المفتاح الرئيسي Primary Key ومن ثم يمكن الوصول إلى مسارات الفروع الأخرى، ولكل فرع أب واحد فقط ولكل أب عدد من الأبناء. ومثال على هذا النوع من النظم ملف العملاء بقاعدة البيانات، فالمفتاح الرئيسي للملف هو العميل والذي يتمثل بكود العميل أو اسمه، وهو بمثابة الجذر أو الأب لسجلات الفروع (الأبناء) والتي يمثلها سجلات الفواتير والتي تمثل بدورها جذراً أو أباً لحقول بيانات المنتجات.
شكل رقم 5 مثال عن النظم الهرمية
2. النظم الشبكية: وهي النظم التي يتم فيها ترتيب سجلات قاعدة البيانات على شكل شبكة بحيث يمكن استخلاص معلومات عن كافة سجلات الشبكة من أي نقطة بها، وهو نظام يسمح بعلاقة متعدد إلى متعدد.
وكمثال على هذا النوع من النظم ملف طلاب إحدى المدارس بقاعدة البيانات فإنه يمكن استرجاع البيانات عن طلاب الفرقة الأولى من أي نقطة بالشبكة، حيث يطلق على أي نقطة بالشبكة (عقدة) وتتكون الشبكة المبنية من صفين:
شكل ر
قم 4 نظام إدارة قواعد البيانات يربط بين برامج المستخدمين وقاعدة البيانات
يتكون نظام إدارة قواعد البيانات عادة من العناصر التالية:
أ. النسق: وهو دليل قاعدة البيانات، يتحدد فيه شكلها من حيث عدد ملفاتها وأنواعها وسجلات كل منها، وتعريف كل حقل من حقول هذه السجلات شكلاً وحجماً ونوعاً. كما يحتوي هذا النسق على أنساق فرعية، تحتوي كل منها على وصف تركيبي لبيانات أحد التطبيقات، ولهذا لا يتاح أمام مستخدم تطبيق ما إلا البيانات المتعلقة بهذا التطبيق فقط.
ب. المعالجة: وتسمح بتنفيذ مختلف العمليات على قاعدة البيانات من إضافة وتعديل وتحديث، حيث يقوم المستفيد بتحديد ما يريده من خلال برنامجه التطبيقي في حين يقوم نظام إدارة قاعدة البيانات بإنشاء برنامج لتأمين البيانات التي يريدها.
ت. لغة الاستفسار: وبواسطتها يتمكن المستفيد من تحديد البيانات التي يريدها من قاعدة البيانات والشكل الذي يجب أن تكون عليه هذه البيانات. إنها لغة برمجة مبسطة، لا تتطلب خبرة برمجية متعمقة، تسمح للمستفيدين ذوي الدراية المحدودة بالبرمجة باستخدام النظام
الصف الأول: الفرق الدراسية
الصف الثاني: الطلاب
شكل رقم 6 مثال عن النظم الشبكية
3. النظم العلائقية: وهي النظم التي يتم فيها ترتيب سجلات قاعدة البيانات على شكل جدول. يتألف من بعدين رئيسين هما الصفوف والأعمدة، تمثل الصفوف سجلات الملف وتمثل الأعمدة مجموعة من الحقول التي تشكل كل سجل.
تقدم الجداول العلائقية تصوراً بسيطاً وفعالاً لقاعدة البيانات وتكون مثل هذه الجداول مفهرسة طبقاً للمفتاح الرئيسي مضافاً إليه مفتاح بديل أو مفاتيح بديلة أخرى وكمثال على ذلك الجدول التالي:
جدول رقم 2 مثال عن النظم العلائقية
سجل الشحن اليومي
تاريخ الطلبية رقم أمر الشحن تاريخ أمر الشحن الناقل الوزن/طن
17/7/1995 37596 17/7/1995 الجزائر 60
17/7/1995 37597 18/7/1995 سوريا 70
18/7/1995 37589 18/7/1995 لبنان 80
18/7/1995 37590 18/7/1995 العراق 90
المصدر
تصمم عادة قاعدة البيانات وفق الخطوات التالية:
1. تعريف متطلبات قاعدة البيانات من حيث التطبيقات التي ستستخدمها هذه القاعدة، والبيانات اللازمة لكل من هذه التطبيقات، وشكل هذه البيانات، ونوعها، حجم كل مفردة منها، ودورية تدفق هذه البيانات، وصيانتها.
2. تعريف نسق البيانات والأنساق الفرعية.
3. بناء علاقة بين الكيانات المختلفة.
4. اختيار نظام إدارة قواعد البيانات المناسب من بين عدة بدائل، مع الأخذ بعين الاعتبار اختيار وسط التخزين وأساليب الاسترجاع.
5. إعداد مخططات البيانات على وسائط التخزين المتاحة.
ب. تصميم عمليات المعالجة: وتشمل ما يلي:
1. تصميم المكونات المادية: يتوجب على محلل النظم عند قيامه بتصميم المكونات المادية ـ المتعلقة بعمليات معالجة البيانات ـ أن يأخذ بعين الاعتبار جملة من العوامل:
A. حجم العمل الذي سيقوم به المعالج.
B. متطلبات البرامج.
C. عدد المستخدمين.
D. حجم الذاكرة RAM.
E. نسبة التنفيذ بالدفعات إلى التنفيذ التفاعلي.
F. مسألة التوزيع والمركزية.
2. تصميم البرمجيات: يتوجب على محلل النظم أن يقوم بتصميم البرمجيات على أساس وحدات بنائية تقوم كل منها بغرض معين كمراجعة وتنقيح البيانات المدخلة إلى الحاسب، ترتيبها، تحديثها، حفظها، استخراج التقارير أو النتائج المطلوبة، ثم تُربَط هذه الوحدات البنائية بعلاقات متبادلة بين بعضها.
ت. تصميم مخرجات ومدخلات النظام الجديد ويشمل ما يلي:
1. تصميم المكونات المادية: يعتمد محلل النظم في توصيف هذه المكونات على مجموعة القرارات المتعلقة بالخطوط العريضة لتصميم النظام الجديد آخذاً بعين الاعتبار اعتبارات تصميم المكونات المادية التي سبق توضيحها عند تصميم عمليات معالجة البيانات.
2. تصميم شاشات المستخدم: عند تصميم شاشات المستخدم سواء أكانت شاشة إدخال أم شاشة إخراج يفترض الأخذ بعين الاعتبار ما يلي:
A. تصميم شكل الشاشة بطريقة تفاعلية بين المستخدم والنظام، بحيث تكون بسيطة، ومترابطة، ومقدمة بطريقة منطقية، تمكن من إدخال البيانات ذات الصلة بالموضوع المطروح، ذلك لأن التصميم السيئ يؤدي إلى كثرة الأخطاء أثناء الإدخال، وإرهاق المستخدم وعدم تقبله للنظام.
تعرض الشاشات عادة بطرق مختلفة كملء النماذج، قوائم الأوامر، الأوامر التبادلية الخ...
B. تصميم الشاشة بطريقة لا تقبل بعض البيانات الخاطئة.
C. تصميم الشاشة بحيث ترمز بيانات الإدخال، مما يقلل من تكلفة عملية إدخالها، وزيادة فعالية الرقابة على هذه العملية.
D. تصميم الشاشة بطريقة تزود المستخدم بدليل يسمح بتقديم الإرشادات العامة في أي وقت، واللازمة لكل من المستخدم من غير ذوي الخبرة والكفاءة، والمستخدم المحترف الذي تتملكه الحيرة في التعامل مع النظم الجديدة، مع ضرورة التركيز على أن المساعدة يجب أن تكون عامة وليست محددة فإن لم تكن كذلك فإن هذا سيشجع غير المختصين على اقتحام النظام وتخريبه، كما يمكن تقديم المساعدة أحياناً عن طريق الخيارات المبدئية default الأقرب لاقتراح يقدمه النظام وللمستخدم حرية التعديل في هذا الاقتراح إن رغب في ذلك كأن يحدد البرنامج تلقائياًَ تاريخ اليوم عند إدخال التاريخ والهيئة التي يجب أن يكون عليها إدخال التاريخ يوم/شهر/سنة أم شهر/يوم/سنة.
E. تصميم الشاشة بحيث تزوَّد برسائل الأخطاء التي تنبه المستخدم لخطأ قد يقع فيه.
F. تصميم الشاشة بحيث يكون زمن الاستجابة على استفسارات وتساؤلات المستخدم قصيراً، لأن طول فترة الانتظار تثير ملل المستخدم وتأففه، مما يجعله يرتكب الأخطاء في عمله، هذا وفي الوقت ذاته فإن زيادة سرعة الاستجابة أكثر من اللازم يؤدي إلى ارتكاب الأخطاء أيضاً، مع صعوبة تعلم المستخدم للنظام، وخاصة إذا كان مستخدماً من غير ذوي الخبرة.
3. وثائق المدخلات وتقارير المخرجات: تصمم الوثائق الخاصة بإدخال البيانات والتقارير الممثلة بمخرجات النظام استناداً إلى اعتبارات تصميم شاشات المستخدمين التي سبق شرحها قبل قليل.